Avantaj ekonomik la cheche separasyon Triboelectric inewo

Avantaj ekonomik la cheche separasyon Triboelectric inewo

Lewis Baker, Kyle P. Flynn, Frank J. Hrach, ak Stephen Gasiorowski

Sen ekipman & Teknoloji, LLC, Needham Massachusetts 02494 NAN ETAZINI

ABSTRÈ

Ekipman Sen & Teknoloji, LLC (STET) triboelectrostatic senti senti bay endistri a pwosesis mineral yon vle di yo benefisye materyel amann ak yon teknoloji sek antyeman. Segonde efikasite milti-etap separasyon nan chaje enten / recharge ak rezilta resikle nan separasyon siperye lwen pase yo ka reyalize ak lot sistem konvansyonel sel-etap elektwostatik. Kouwa triboelectric séparateur teknoloji ki te itilize pou mitan gwo pilye materyèl ki enkli mélange de miroitant aluminosilicates/kabòn, calcite/quartz, talc/magnésite, ak barite/quartz. Separasyon améliorée kapasite sistèm rele STET la ka fè yon trè efektif altènatif pou flottaison pratik. Yon konparezon ekonomik ki fet pa yon fem pwosesis endepandan mineral konsiltasyon nan senti a triboelectrostatik kont flotman konvansyonel pou barik / quartz separasyon illustre avantaj ki cheche otomatik pou inewo genyen. Utilisant rezilta yo cheche pwosesis sa a nan yon fasil pou m pwosesis pwodiksyon fèy ak ekipman mwens pase flottaison ak kapital ak depans fonksyònman redwi pa ≥30%.

Mots: inewo, separasyon chèch, barite, chaje triboelectrostatik, kouwa séparateur, mande pou vole

YON TI RALE

Mank de dwa ak dlo frè vin yon gwo faktè ki afekte faisabilité de min pwojè atravè lemond. Rapò a Hubert Fleming, ansyen direktè mondyal pou dlo kale, "Tout min site nan mond lan ki te swa te rete, ni te ralanti sou ane ki sot pase a, li te, nan prèske 100% nan ka yo, yon rezilta dlo, swa dirèk oswa indirectly‿ (Blin 2013)1. Chèch otomatik mineral metòd pou ofwi yon solisyon pou tout pwoblèm sa a imminente.

Metòd mouye separasyon tankou kimen flottaison egzije a plis réactifs chimik ki dwe fè traitées byen epi detwi nan yon fason responsab l'. Inevitabman se pa posib pou opere avèk 100% corbeille dlo, mande kontwòl pou pi piti ki pati nan pwosesis la, dlo, ke ki gen mak nonplis réactifs chimik.

Metòd chèch tankou électrostatique separasyon elimine bezwen pou dlo frè, epi yo ofri potansyèl pou yo ka diminye depans. Youn nan separateur yo ki pi pwomet nouvo nan separasyon mineral se se senti a triboelectrostatik. Teknoloji sa a te pwolonje ranje gwosè renn pou lèt matyè pase konvasyon separasyon électrostatique teknoloji, nan de konba kote flottaison sèlman te gen siksè nan tan lontan.

TRIBOELECTROSTATIC SENTI SEPARASYON

Triboelectrostatic senti separator itilize diferans chaj elektrik ant materyel ki te pwodwi pa kontak sifas oswa chaje triboelectric. Lè de materyèl yo nan kontak, materyel ki gen yon pi gwo afinite pou elektwon genyen elektwon e konsa chaj negatif, pandan yo ap materyel ak pi ba elektwon afinite chaje pozitif. Sa a kontak echanj chaj pwopozisyon yo obsève li pou tout materyèl, nan fè électrostatique nuisances sa se yon pwoblèm nan kèk endistri yo. Tirans microscope depandan sou chimik konpozisyon sifas renn ak ap rezilta nan salè konsiderab différentielle chaje materyèl nan yon melanj de disrè matyè ki diferan konpozisyon.

Nan triboelectrostatic séparateur senti (Figi 1 ak 2), materyèl nouri nan la mèg gap 0.9 - 1.5 cm (0.35 -0.6 nan.) ant de paralèl) électrodes. Matyè yo triboelectrically yo akize interparticle kontak.

Pa ekzanp, in the Case of chabon combustion vole saran, yon melanj de kabòn matyè ak matyè mineral, kabon ki pozitivman chaje ak mineral negativman chaje yo atire elektwod opoze a. Patikil yo Le sa a, bale moute pa yon senti kontinyel ki ap deplase louvri-mesh ak travese nan direksyon opoze. Kouwa a deplase matyè adjasan pou chak lektwòd anvè toupatou bò la séparation. Jaden elektrik la bezwen selman deplase patikil yo yon ti fraksyon nan yon santimet pou avanse pou pi yon patikil ki soti nan yon kouran goch-deplase nan yon kouran ki ap deplase dwat. Koule aktyel la nan patikil yo separe ak kontinyel triboelectric chaje pa kolizyon kabon-mineral bay pou yon separasyon miltistaj ak rezilta nan pite ekselan ak rekiperasyon nan yon inite sel-pas. Gwo vitès senti anwo nan syèl la tou permet débits trè wo, jiska 40 ton pa edtan nan yon sel separateur. Pa okipe kay yo plizyè karakteristik pwosesis, tankou senti vitès, bay manje pwen, elektwod ak pousantaj manje, aparey la pwodui ba kabon vole sann nan sa ki nan kabon 2 % ± 0.5% achte manje nan kabon 4% pou fini 30%.

Figi 1. Schematic nan senti triboelectric senti

Konsepsyon an se separateur se relativman senp. Kouwa ak asosye woulèt se sèl kalite manm. Électrodes èstasyone ak reyalize yon materyèl ki fè a se sa dirab. Se senti a te fe nan materyel plastik. Longe a separateur elektwod se apepre 6 met (20 .) e laje a 1.25 met (4 .) pou inite komesyal konple. Konsomasyon nan pouvwa se sou 1 kilowat-edtan pou chak ton materyel trete ak pi fo nan pouvwa a boule pa de mote kondwi senti a.

Figi 2. Detay sou zon separasyon

Pwosè a chèch nèt, mande pou pa gen materyel adisyonel ak pwodui pa gen dlo deche oswa emisyon le. Nan ka a nan kabon soti nan vole sann separasyon, materyel yo refe konsiste de vole sann diminye nan kontni kabon nan nivo apwopriye pou itilize kom yon admixture pozzolanik nan konkre, ak yon fraksyon kabon segonde ki ka boule nan plant la génération elektrisite. Itilize nan toulede kouran pwodwi bay yon 100% solisyon vole sann dispozisyon pwoblem.

Senti senti triboelectrostatic se relativman kontra enfomel ant. Yon machin ki fèt pou travay 40 ton pa edtan apwoksimativman 9.1 met (30 -) lontan, 1.7 met (5.5 .) lajè ak 3.2 met (10.5 .) anwo nan syèl la. Mande balans plant lan menm se sistèm pou tansmèt chèch materyèl ki soti lakay la séparation. Caractère nan sistèm nan ki pèmèt pou fleksibilite nan konplo enstalasyon.

Figi 3. Separateur triboelectrostatik komesyal

Konpare pou lòt pratik électrostatique separasyon

Triboelectrostatic senti teknoloji separasyon anpil elaji seri a nan materyel ki ka benefisye pa pwosesis elektwostatik. Pwosesis ki pi souvan itilize elektwostatik konte sou diferans ki genyen nan konduktivite elektrik nan materyel yo dwe separe. Nan pwosesis sa yo, materyel la dwe kontakte yon tanbou fonde oswa plak tipikman apre patikil yo materyel yo negativman chaje pa yon egzeyate korone. Materyel konduktif yo pral pedi chaj yo byen vit epi yo dwe jete soti nan tanbou la. Materyel ki pa konduktif kontinye ap atire tanbou a depi chaj la ap disparet pi dousman epi yo pral tonbe oswa yo pral bwose soti nan tanbou la apre separasyon soti nan materyel la fe. Pwosesis sa yo limite nan kapasite akoz kontak ki nesese nan chak patikil nan tanbou oswa plak. Efikasite nan pwosesis sa yo chaje kontak yo tou limite a patikil sou 100 μm oswa pi gran nan gwose akoz tou de bezwen an kontakte plak la te ateri ak patikil ki nesese yo koule dinamik. Patikil nan gwose diferan ap gen tou dinamik koule diferan akoz efe ineral epi yo pral lakoz separasyon degrade. Dyagram sa a (Figi 4) ilistrasyon karakteristik fondamantal ki kalite separate.

Figi 4. Tanbou separateur elektwostatik (Ansyen 2003)2

Separasyon Triboelectrostatic yo pa limite a separasyon nan konduktif / materyel ki pa konduktif men depann de fenomen nan byen li te ye nan transfere chaj pa kontak friksyonel nan materyel ak chimi sifas dissimilar. Fenomèn sa a ki te itilize nan "fall‿ lib separasyon pratik pou dè dekad. Se konsa yon pwosesis

illustré nan figi 5. Konpozan de yon melanj de matyè premye devlope diferan chaj kontak ni ak yon sifas an metal, oubyen pa renn renn pou kontakte nan yon kabann craquage alimentation aparèy. Menm jan matyè yo te tonbe nan jaden elektrik an nan zòn lektwòd, trajectoire renn chak détourner anvè lektwòd ki bò chaj. Apwè yon distans, ranmase kèt emplacements yo te anplwaye pou mitan larivyè. Atifnatal enstalasyon yo mande pou plizyè estaj séparateur ak corbeille yon fraksyon middling. Gen kèk ki bay sipò itilize yon sous estab gaz pou ede pou transmettre matyè nan zòn lektwòd a.

Figi 5. "Fall‿ lib triboelectrostatic séparateur

Jan de séparation lib tonbe tou gen limit nan gwosè renn materyèl ki kapab trete. Pèdi nan zòn lektwòd a dwe kontwole pou réduire tibilans pou evite "smearing‿ separasyon la. Trajectoire a nan patikil amann yo pi efe pa turbulence depi fos yo trennen aerodynamic sou patikil amann yo pi gwo pase gravitational ak elektrostatik fos yo. Patikil yo tre amann pral gen tandans kolekte sou sifas yo elektwod epi yo dwe retire pa kek metod. Patikil ki pi piti pase 75 μm pa ka efektivman separe.

Yon lot limitasyon se ke patikil la loading nan zon nan elektwod dwe ba yo anpeche efe chaj espas, ki limite pousantaj pwosesis la. Pase materyel nan zon elektwod la natirelman rezilta nan yon separasyon sel-etap, depi pa gen posibilite pou re-chaje patikil. Se poutet sa, sistem milti-etap yo oblije pou amelyore degre a nan separasyon ki gen ladan re-chaje nan materyel la pa ki vin pran kontak ak yon aparey chaje. Volim ekipman an ki kapab lakoz ak konpleksite ogmante komsadwa.

Kontreman ak lot pwosesis yo separasyon elektwostatik ki disponib, se senti senti triboelectrostatik la depreferans adapte pou separasyon nan anpil amann (<1 μm) modere (300μm) materyel ki gen djob tre wo. Chaje nan patikil triboelectric se efikas pou yon paket domen materyel ak selman mande pou patikil - kontak patikil. A ti gap, teren elektrik segonde, kont kouran inondasyon, ajitasyon patikil patikil ak pwop tet ou-netwaye aksyon nan senti a sou elektwod yo se karakteristik yo kritik nan separateur la. Segonde efikasite milti-etap separasyon nan chaje / rezilta rechaje ak enten yo nan separasyon siperye byen lwen epi li efikas sou materyel amann ki pa ka separe nan tout pa teknik yo konvansyonel.

APLIKASYON POU SEPARASYON TRIBOELECTROSTATIC

Mande pou vole

Triboelectrostatic senti teknoloji separasyon te premye aplike endistriyelman nan pwosesis la nan konbinezon chabon vole sann nan 1995. Pou aplikasyon an sann dife, teknoloji a te efikas nan separe patikil kabon soti nan konbine a enkonple nan chabon, nan patikil mineral aliminyom glassyal nan sann lan vole. Teknoloji a te enstrimantal nan pemet resikle nan mineral-rich la vole sann kom yon ranplasman siman nan pwodiksyon konkre. Depi 1995, 19 separateur triboelectrostatik yo te opere nan USA a, Kanada, RETIRE, e Poland, otomatik sou 1,000,000 ton vole sann chak ane. Teknoloji a se koulye a tou nan pwovens Lazi ak séparateur premye a ki enstale nan Kore di sid ane sa a. Lis endistriyèl istwa separasyon mande pou vole nan tab la 1.

Tab 1. Aplikasyon endistriyel nan triboelectrostatik separasyon separasyon pou vole sann

Aplikasyon pou mineral

Separasyon elektwostatik yo te anpil itilize pou benefisye pou yon gwo ran de mineral "Manouchehri-Pati 1 (2000)‿. Pandan ke pifo aplikasyon itilize diferans ki genyen nan konduktivite elektrik nan materyel ak separateur yo kalite coron-tanbou, se konpotman triboelectric chaje ak separateur gratis-tonbe tou yo itilize nan balans endistriyel "Manouchehri-Pati 2 (2000)‿. Yon echantiyon nan aplikasyon pou pwosesis triboelectrostatic rapote nan literati a ki nan lis nan Table 2. Pandan ke sa a se pa yon lis fatigan nan aplikasyon pou, tab sa a montre seri a potansyel nan aplikasyon pou pwosesis elektwostatik nan mineral.

Tab 2. Rapote separasyon triboelectrostatik nan mineral

Anpil plant pilot ak tes jaden nan anpil separasyon materyel defi nan endistri mineral yo te fe le li sevi avek separateur la triboelectrostatik. Men kek egzanp rezilta separasyon yo montre nan Table 3.

Tab 3. Egzanp, separasyon mineral le li sevi avek senti triboelectrostatik separasyon

Itilize nan senti senti senti triboelectrostatik te demontre efektivman benefisye anpil melanj mineral. Depi séparateur la ka travay materyel ki gen gwose patikil nan apwopo de 300 μm mwens pase 1 μm, ak separasyon triboelectrostatic la efikas pou tou de entansifye ak konduktif materyel, teknoloji a anpil pwolonje seri a nan materyel aplikab sou separateur konvansyonel elektwostatik. Depi tribo a- pwosesis elektwostatik se antyeman sek, sevi ak li elimine bezwen pou seche materyel ak likid fatra manyen soti nan pwosesis flotasyon.

PRI TRIBOELECTROSTATIC SENTI SEPARASYON

Konparezon ak Flot konvansyonel pou barik

Yon etid pri konparatif te komisyone pa STET ak fet pa Soutex Inc. Soutex se yon konpayi jeni Quebec Kanada ki baze sou jeni ak eksperyans vaste nan tou de flotation mouye ak evalyasyon pwosesis separasyon elektwostatik ak konsepsyon. Etid la konpare kapital la ak opere depans senti triboelectrostatik nan flotasyon konvansyonel pou benefisye yon barit ki ba-klas oswa. Tou de teknoloji ajou barik la pa retire nan solid dansite ki ba, pwensipalman kwats, pou pwodwi yon enstiti petwol Ameriken (API) drive klas ak SG pi gran pase 4.2 g/ ml. Rezilta Flotation yo te baze sou syans plant pilot ki fet pa Laboratwa metalik Endyen Nasyonal laboratwa (NML 2004)18. Rezilta senti triboelectrostatik te baze sou etid plant pilot le li sevi avek manje menm jan an oswa. Etid ekonomik la konparatif enkli flowsheet devlopman, balans eneji ak eneji, pi gwo ekipman gwo ak sitasyon pou tou de flotation ak tribo- pwosesis senti elektwostatik. Baz la pou toude fle se menm bagay la, pwosesis 200,000 t / y nan manje barik ak SG 3.78 pwodui 148,000 t / yo nan peryod barik klas barik ak SG 4.21 g/ ml. Pwosesis la flotasyon estime pa t 'gen ladan nenpot depans pou dlo pwosesis, oubyen tretman dlo.

Flowsheets yo te pwodwi pa Soutex pou pwosesis la flotasyon barik (Figi 6), ak pwosesis senti triboelectrostatik (Figi 7).

Figi 6 Barik flotation pwosesis flot

Figi 7 Barite triboelectrostatic senti separasyon pwosesis flowsheet

Sa yo flowsheets pa gen ladan yon sistem anvan tout koreksyon oswa kraze, ki komen pou toude teknoloji yo. Broyage nouriti pou ka flottaison an te akonpli w ap itilize yon mill boul mouye pâtes ak siklon Section. Nouri fanm ki ap pile pou triboelectrostatic senparasyon ka a akonpli le li sevi avek yon sek, mill vètikal eksplozif ak Section dinamik entegral.

Triboelectrostatic senti a separasyon fle se pi senp pase flotation. Se senparasyon Tribo-elektostatik reyalize nan yon sel etap san yo pa adisyon a nan nenpot ki reyaktif chimik, konpare ak twa-etap flotasyon ak asid oleik itilize kom yon kolekte pou barik ak sodyom silikate kom yon depresan pou gang nan silica. Se yon flokulan tou te ajoute kom yon reyaktif pou epese nan ka a flotasyon barik. Pa gen ekipman deteryore ak siye obligatwa pou separasyon senti triboelectrostatik, konpare ak epese, pres filtre, ak sechwa rotary obligatwa pou pwosesis flotasyon an barik.

Kapital ak opere Depans

Yon kapital detaye ak opere estimasyon pri te fet pa Soutex pou tou de teknoloji le li sevi avek sitasyon ekipman ak metod la pri fakte. Depans yo opere yo te estime genyen ladan yo travay opere, Antretyen, Eneji (gaz elektrik ak gaz), e konsomasyon (pa egzanp, depans reyaktif chimik pou flotasyon). Depans yo opinyon yo te baze sou vale tipik pou yon plant ipotetik ki sitiye tou pre Battle Mountain, Nevada USA.

Pri total de an komen pandan dis ane te kalkile nan kapital la ak pri opere pa sipoze yon 8% pousantaj rabe. Rezilta yo nan konparezon pri yo prezan kom pousantaj relatif nan Table 4

Tab 4. Pri Konparezon pou Pwosesis Barit

Pri total a achte nan ekipman kapital pou pwosesis la senparasyon triboelectrostatik se yon ti kras mwens pase pou flotasyon. Sepandan lè total de sibtansyèl kapital espre pou genyen ladan yo enstalasyon ekipman, pwi balan ak elèktrik yo, ak pwosesis pou bati pwi yo, diferans gwo. Pwi total de kapital pou tribo a- kouwa électrostatique separasyon pwosesis se 63.2% nan pwi pwosesis flottaison. Pri a siyifikativman pi ba pou rezilta yo pwosesis sek soti nan flowsheet a ki pi senp. Depans yo opere pou pwosesis la senti separasyon triboelectrostatik se 75.5% nan pwosesis la flotasyon akoz sitou pi ba kondisyon anplwaye opere ak pi ba konsomasyon eneji.

Pri total de an komen nan pwosesis la senti separasyon triboelectrostatik siyifikativman mwens pase pou flotation. Etid la ote, Soutex Inc., konkli ke pwosesis la triboelectrostatik senti separasyon ofri avantaj evidan nan CAPEX, OPEX, e senplisite operasyonel.

KONKLIZYON

Triboelectrostatic senti senti a bay endistri a pwosesis mineral yon vle di yo benefisye materyel amann ak yon teknoloji sek antyeman. Pwosesis la anviwonman an zanmitay ka elimine pwosesis omwen ak obligatwa siye nan materyel final la. Pwosesis la mande ti kras, si genyen, pre-tretman nan materyel la lot pase fanm ki ap pile ak opere nan kapasite segonde - jiska 40 ton pou chak edtan pa yon machin kontra enfomel ant. konsomasyon eneji ki ba, mwens pase 2 kWh / ton materyel trete. Depi selman emisyon potansyel pwosesis la se pousye te, otorize se relativman fasil.

Yon etid pri konpare pwosesis senti a separasyon triboelectrostatik nan flotasyon konvansyonel pou barik te konplete pa Soutex Inc. Etid la montre ke pri a kapital total pou pwosesis la triboelectrostatik sek sek se 63.2% de pwosesis flotasyon an. Pri a opere total pou senti senti triboelectrostatik separasyon se 75.8% ki opere pri pou flottaison. Otè etid la se sa sèk la, triboelectrostatic senti pwosesis separasyon ofri avantaj evidan nan CAPEX, OPEX, e senplisite operasyonel.

REFERANS

1.Blin, P I & Dion-Ortega, YON (2013) E seche, Magazin CIM, vol. 8, Non. 4, pp. 48-51.

2.Ansyen, J. & Yan, E (2003) eForce.- Destriktè pi nouvo an wè moun ki fè électrostatique séparateur pou endistri grenn sab inewo, Inewo lou konferans, Johannesburg, Enstiti min Sid Afriken yo ak metaliji.

3.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, SOUFRI, & Foressberg, SOUFRI (2000), Revi tout metòd separasyon elèktrik, Pati 1: Aspè fondamantal yo, Inewo & Métallurgiques otomatik, vol 17, Non. 1 pp 23 - 36.

4.Manouchehri, H, Hanumantha Roa, SOUFRI, & Foressberg, SOUFRI (2000), Revi tout metòd separasyon elèktrik, Pati 2: Considérations pwatik, Inewo & Métallurgiques otomatik, vol 17, Non. 1 pp 139- 166.

5.Searls, J (1985) Potasse, Chapit nan fè Mineral ak pwoblèm yo: 1985 Edisyon, Biwo Biwo Mines, Washington DC.

6.Bet, R & Bichara, M, (1975) Separasyon elektwostatik nan potash oswa, Patant Ameriken # 3,885,673.

7.Brands, L, Beier, P I, & Stahl, mwen (2005) Separasyon elektwostatik, Wiley-VCH verlag, GmbH & Plak bla.

8.Fraas, F (1962) Separasyon elektwostatik nan Materyel Granular, Biwo us de Mines, Aflen 603.

9.Fraas, F (1964), Pretreatman nan mineral pou separasyon elektwostatik, Patant us 3,137,648.

10.Lindley, SOUFRI & Ranjeon, Nou (1997) Fakte preparasyon manje ki afekte efikasite nan separasyon elektwostatik, Mayetik ak Elektrik Separasyon, vol 8 pp 161-173.

11.Enkilet, mwen (1984) Separasyon Mineral Elektwostatik, Elektwostatik ak Aplikasyon elektwostatik Seri, Etid rechech Pou Lapres, Ltd, John Wiley & Pitit gason, Inc.

12.Fet, D (1966) Gratis-Tonbe Elektrostatik Separasyon nan Fosfate ak Kalsit patikil, Mineral rechech laboratwa, Labs Nos. 1869, 1890, 1985, 3021, ak 3038, Liv 212, Rapo pwogre.

13.Pyes, J & Jiang, X (2003) Chanm konpwesyon Transpo, Benefis triboelectrik pou endistri A florid, Florida Enstiti pou Rechech Fosfate, Piblikasyon Non. 02-149-201, Desanm.

14.Manouchehri, H, Hanumantha R, & Foressberg, SOUFRI (2002), Chaj triboelectrik, Pwopriyete elektwofik ak potansyel benefis elektrik nan Chimik Trete Feldspaar, Kwatz, e Wollastonite, Mayetik ak Elektrik Separasyon, vol 11, Non 1-2 pp 9-32.

15.Venter, J, Vermaak, M, & Bruwer, J (2007) Enfliyans efe sifas sou separasyon elektwostatik nan zircon ak rutile, 6th Konferans Mineral Lou Entenasyonal la, Enstiti Nan Sid Afriken nan Mining ak Metallurgy.

16.Selik, M ak Yasar, E (1995) Efe tanperati ak enpurte sou separasyon elektwostatik nan Materyel Boron, Mineral Jeni, vol. 8, Non. 7, pp. 829-833.

17.Fraas, F (1947) Not sou Siye pou Separasyon elektrostatik nan Patikil, AIME teknik. Pub 2257, Novanm.

18.NML (2004) Benefisyasyon ba barik (rezilta plant pilot yo), Rapo final, Laboratwa metalik nasyonal, Jamshedpur peyi Zend, 831 007